装配式钢结构厂房钢梁及钢柱外保温固定技术的研究与应用

张银羽

（山西三建集团有限公司，山西 长治 046000）

0 引言

装配式建筑成为目前广泛推广的绿色建筑[1]。在装配式建筑厂房中往往采用钢柱、钢梁作为框架结构，其填充墙有蒸压加气混凝土砌块、ALC 蒸压加气混凝土板和预制夹心墙板等。当采用外墙外保温时，需要在墙体外侧进行粘贴岩棉板时，由于其装配式结构的特殊性，传统的锚栓无法打入钢结构结构体系中。因此如何保证装配式厂房中外墙保温粘贴牢固，保证其施工的安全性、合理性便成为当前的技术难点。

1 装配式建筑概况

1.1 装配式框架结构

装配式钢结构具有建筑形式灵活，总重量轻，施工周期短，抗震、抗风、环保性能较好，其结构类型一般为由钢柱钢梁组成的钢框架结构，而钢结构钢柱中上层钢柱与下层钢柱及钢梁横向的节点处，高层住宅楼上下柱与横梁的节点通常情况下采用辅助钢板焊接搭配高强螺栓连接的形式。

1.2 装配式结构填充墙

在装配式钢结构中，往往采用蒸压加气混凝土板（ALC 板）作为填充墙，ALC（autoclaved lightweight concrete）板全称为高压蒸养轻质加气混凝土，是一种具有保温、隔热、隔声和抗震性能良好的绿色建材[2]。

1.2.1 ALC 内墙板施工流程

ALC 内墙板作为内墙板安装时，ALC 顶端与钢梁底端相连，ALC 底端搁置在楼板上固定的槽钢内。主要是通过平板小车将ALC 内墙板移动到预安装位置，接着调整现场采用钢管搭设的临时吊装架，将钢管架与凹槽型钢梁两者固定牢靠，随后在牵引电机与定滑轮的共同作用下，可以将待安装内墙板悬吊起；随后通过人工推动待安装内墙板并配合控制牵引电机，将待安装内墙板的下端放置到内墙板底端安装槽钢。

1.2.2 ALC 外墙板施工流程

作为外墙板施工时，首先确定外墙板的安装位置线，根据墙体位置线，在顶部钢梁下翼缘板的下底面上，按墙体走向通长布置63mm×63mm 的顶部角钢[2]。在厂房楼层内，采用小型吊装升降机，将ALC 外墙板吊至安装位置，墙板安装时，施工人员推挤墙板，将墙板定位到顶部角钢，进行墙板校正及稳固；ALC 外墙板就位后，在板上打孔安装φ12 钩头螺栓，将螺栓与角钢进行固定焊接，保证ALC 墙板的稳定性及垂直度[3]。

2 施工特点

（1）本工程采用BIM 技术对凹槽型钢梁腹板进行蒸压粉煤灰砖砌筑排列形成水平封闭，与翼板为同一平面，方便凹槽型钢梁处保温板的粘贴。

（2）在钢柱上进行提前排版，确定预埋件L 型夹的布设，解决了凹槽型钢梁、钢柱无法与保温系统锚栓无法连接，加固不稳定、外墙岩棉容易产生脱落、施工困难的问题。

3 适用范围

适用于装配式结构中，特别是装配式钢结构中，框架结构采用钢柱、钢梁，围护结构外墙采用ALC 墙板，外墙外保温采用岩棉保温时。由于岩棉保温施工流程需要配合打入锚钉，传统的施工工艺无法满足施工要求时的一种措施及方法。

4 工艺原理及操作要点

4.1 施工工艺流程

施工工艺流程如下：施工准备→基层验收→钢柱处锚固件焊接、验收→H 型钢梁腹板处砌筑→基层上部分粘贴网格布→涂抹胶粘剂→粘贴岩棉板→ALC 墙板及钢梁处锚固件安装→涂抹底面抹面砂浆→第一次网格布铺设→涂抹第一遍抹面砂浆→第二次网格布铺设→涂抹第二遍抹面砂浆。

4.2 操作要点

4.2.1 施工准备

现场管理人员及操作工人需要充分熟悉图纸，明确外墙岩棉板保温厚度及施工区域；现场管理人员对施工班组进行可视化交底[4]；现场材料及施工机具准备齐全，材料具有合格证及复试报告。

4.2.2 基层验收

施工前应对基层进行检查，保证表面干净、症结，不存在油脂，蜡，脱模剂，防水剂、憎水剂等物质，以及油漆、涂料，包括还有风化物，污垢，土壤和其他阻碍粘合的材料。在ALC 墙板局部凹凸不够平滑的部分采用配合比为1:3 的水泥砂浆，对整个部分进行整体找平，并保证基层表面绝对水平与不平之间的所差数据不大于4mm。

4.2.3 钢柱处锚固件焊接、验收

在钢柱处采用φ6mm 的钢筋采用钢筋埋弧焊，伸出钢柱长度约140mm，以至伸出岩棉板外侧网格布为准。焊接选用电动埋弧焊，为保证焊接质量，施工前需进行焊接工艺评定。焊接时严格按照《钢结构焊接规范》（GB 50661—2011）中的参数进行，焊接质量与正式焊缝质量要求相同，不准有裂纹、夹渣、气孔等缺陷。本方案中钢柱处锚固件焊接完成中需要对锚固件进行实验。针对每一个验收批次要在其预埋件任意抽取3 个样品实验件进行拉伸试验，其中验收批次的要求是此类同种类型的预埋件按7d 进行计数，7d 内以此累计和为300 个时，此时计入一个验收批次，同种类型构件7d内不足300 个时也要按一个验收批次进行实验。预埋件的焊接数量为6 个／m2，并采用梅花形布置。

4.2.4 凹槽型钢梁腹板处砖砌筑

凹槽型钢梁是钢结构体系中的常用构件，为了保证凹槽型钢梁能够与墙体的墙面成型一致，并考虑到钢梁的保温隔声效果要求，故需对钢梁两侧的凹槽部分进行填充。本论文提出的方法是采用蒸压加气粉煤灰砖进行填充，并在外侧砖的表面涂抹水泥浆[5]。

（1）原材要求。①砖：其进场时应具有出场合格证，在监理的见证下取样并送有资格的实验室进行实验，复试合格后方可进场使用。②水泥：水泥入场前应有相应的合格证和3d 及28d 的实验报告，砌筑时应对砂浆进行现场取样，制作砂浆试块。其强度应该满足设计要求。一般来说，将水泥用于砌筑砂浆时，水泥的强度等级不小于32.5 级，宜采用42.5 级。③砂：砂建议采用经过筛分的中砂，其中要保证砂浆用砂不得含有有害物质。④掺合料：混合砂浆中要根据自己的需求对将掺合料掺入混合砂浆中进行掺和。针对掺合料的品种、用量、性能等，应在入场后第一时间送往实验室检测，应根据有资质的实验室评定的检验和数据进行确定。

（2）主要机具。设备应有搅拌机、抹泥板、砌砖刀、线坠、托灰板、水平尺、大铲、水泥桶、钢尺等。

（3）操作工艺。①工艺流程：砂浆拌制→作业准备→砖浇水→砖砌墙→验收。②砖浇水：砖必须在砌筑前一天浇水湿润，不得随浇随砌，含水率为8%~12%，在常温下不得使用干燥砖墙进行建造，不得使用含有饱和水分的砖墙。③砂浆搅拌：为了降低劳动强度和由于人工搅拌砂浆导致不均匀的特点，在砂浆搅拌时应采用机械搅拌。同时，在现场混合搅拌砂浆时，水泥、砂、掺合料、外加剂的含量应采用该组分的重量进行计算。搅拌好的砂浆应储存在砂浆罐内，不宜露天储存，并应配有遮阳、防雨雪措施，每次搅拌的量不宜过多，现场施工时要求随拌随用，施工现场严禁在搅拌好的砂浆内添入新水。④砖墙砌筑：选砖时应选择边角规整、色泽均匀、整齐一致的砖。砌砖则宜采用“三一”砌筑法，即一铲灰、一块砖、一揉压的砌筑方法。水平灰缝厚度和竖向灰缝宽度一般为10mm[6]。同时，砌筑完成后，清除砌筑部位处所残存的砂浆、杂物等。⑤验收标准：砖墙的水平灰缝厚度和垂直灰缝宽度宜为10mm，但不得小于8mm，也不应大于12mm。

4.2.5 岩棉板粘贴

在外墙贴岩棉侧面暴露部位需要预先粘贴狭窄的耐碱玻璃纤维网格，应当指出部位包括门窗等开口、突出阳角部位、管道等设备通过墙体开口；阳台端部、遮阳篷等系统；变形缝等需要终止系统的部位[7]。现场切割标准耐碱玻璃纤维网带300mm 宽，在底座上铺上100mm 宽，2~3mm 厚的黏合剂。在胶粘剂上铺上耐碱玻璃纤维网布，用不锈钢刮刀将其压入胶粘剂中，按宽度100mm 来操作，最后将剩余部分抛出保持清洁，以备将来使用。

4.2.6 ALC 墙板及钢梁处锚固件安装

（1）针对岩棉板比较柔软的结构特性，当岩棉板与本身纤维方向采取平行的这种粘贴方式时，外墙保温体系就需要通过结构内的一些网格布和搭配固定的锚固件才可以有效的保证在基础墙体上不脱落。

（2）在施工现场完成粘贴岩棉后，一般不可再次对岩棉板进行前后左右的平移，此时可以进行锚固件的安装作业。根据设计的要求对冲击钻孔位进行布设，要求是底部锚固深度为50mm，锚块边距大于或等于板厚的2 倍。落定应挤压塑料膨胀螺丝帽，最后达到螺钉表面与岩棉表面处在同一水平线或螺钉稍稍拧入岩棉板一些。

（3）塑料钉和塑料膨胀套管原材应合格，并具有出场合格证和相应检验证明，不得使用回收的再生材料。其中塑料锚栓圆盘的直径应不小于80mm，锚固件采用梅花形布置，其中数量为每平方米6 个

4.2.7 涂抹底层抹面胶浆

（1）在现场配置面层水泥浆和掺胶剂：现场寻找洁净的容器，将与现场相适宜的水倾倒进入。此时，一般也要进行水泥浆的倒入工作，并搭配棍子等在混合物中转动、和弄，使其均匀。现场施工时不宜采用人工搅拌，建议采用机械作业进行拌匀，作业速度为400 转/min。要求将现场拌合物均匀进行搅拌，在搅拌的过程中进行水和添加物的添加，最后成混合物水泥浆状，最终形成的拌合物使用时效为1h。

（2）底层抹面胶浆：通过使用不锈钢抹子在岩棉板表面上抹出1~2mm 的上述配置好的底层抹面胶浆。涂抹过程要求将岩棉板充分覆盖。

4.2.8 网格布铺设

底层抹面胶浆抹面完成后，在其相应的部位，需要铺设一层网格布。在铺设时现场作业人员需要从网格布靠中间的位置开始，随着抹子的抹浆作业，抹至网格布角落四周，用抹子抹平。其中网格布的搭接要求为60cm。

4.2.9 涂抹抹面砂浆

上一层网格布按照规范要求进行施工、铺设完成后，现场施工人员可以开始进行涂抹抹面胶浆施工。抹面胶浆需涂抹三遍，保证表面无裂痕，可以完全将网格布包裹住。涂抹抹面砂浆完成后，由施工作业人员检查完毕后。施工单位管理人员，质量员、施工员对本道工艺进行检查验收，合格后，通知业主方及监理方进行验收，三方代表同意认可并签字确认合格后方可开始下道工序。

4.2.10 成品保护

在施工中不能对所施工的工序操作进行倒置，土建、装修、电气给排水等相关专业的工种应该衔接恰当，配合合理，合格安排工序，并在施工操作的先后及时间上应有统一的调配。

在装配式钢结构厂房中外墙岩棉保温施工完成后，应按照规范要求对墙体进行保护，严令禁止并杜绝尖锐的物品刺伤及重物对外墙外保温造成破坏。

5 安全措施

（1）作业人员入场前必须经入场教育考试合格后方可上岗作业，进入施工现场必须戴合格的安全帽

（2）外保温施工所用的电动吊篮、防护设施应齐全，需经项目部搭设班组、使用班组、技术、安全等部门人员验收合格后方能使用。

（3）外保温施工时，在同一垂直作业面内不得出现交叉作业，特殊情况必须采取的防护措施。施工原材料应放在干燥、通风的专用库房内，远离火源，并配备消防器材。

6 结语

本文提供了一种装配式钢结构的外墙外保温施工方法，该技术应用于长治高新区科技工业园智能制造项目（一期）工程中效果良好，既保证了外墙外保温的施工质量，同时又能够为采用装配式钢结构体系建设的外墙保温提供技术参考。